>Gaia pourra mesurer
les distances stellaires
avec une précision
de 10 % dans un rayon
de 30 000 années-lumière.Gaia pourra déterminer
les mouvements
propres des étoiles
avec une précision
d’1 kilomètre par
seconde dans un rayon
de 60 000 années-lumière.Plus de 1 milliard d’objets repérés jusqu’à
la magnitude 20 (environ 100 millions de fois
moins brillants que la planète Saturne ou
l’étoile Véga vues de la Terre)Mouvements
des étoiles des Nuages
de Magellan à 2-3 km/sMesure de la déviation de la lumière
par les objets proches à 10–6 près
(test de la relativité générale)Les missions antérieures à Gaia ne pouvaient
éterminer les distances stellaires qu’avec
une précision de 10 % à l’intérieur d’un rayon
de 300 années-lumière autour du Soleil.Estimation de la masse
de la galaxie à partir des vitesses
de révolution des étoiles
à 45 000 années-lumière du centre30 amas ouverts à moins
de 180 années-lumièreDétection de planètes
de type Jupiter à moins
de 90 années-lumièreSoleil
Centre galactiqueLes données de Gaia sont assez précises pour
que les modèles théoriques d’interactions entre
galaxies remontent jusqu’aux caractéristiques
de la galaxie incidente et même à la date où l’évé-
nement s’est produit. Amina Helmi et ses collè-
gues estiment ainsi qu’il y a environ 10 milliards
d’années (lorsque l’Univers avait le quart de son
âge actuel), la Voie lactée est entrée en collision
avec une galaxie à peu près quatre fois moins
massive qu’elle. Les chercheurs ont nommé
Gaia-Enceladus cette galaxie disparue.UNE GALAXIE NAINE AURAIT
TRAVERSÉ LA VOIE LACTÉE
La fusion de la Voie lactée avec Gaia-
Enceladus semble avoir été l’un des événements
les plus importants de l’histoire de notre galaxie.
Mais cet événement, évidemment, n’est pas
unique. Considérons ce qui se serait passé si une
galaxie naine avait carrément traversé le disque
de la Voie lactée. Un tel événement produirait
une perturbation locale, les étoiles se trouvant
entraînées dans le sillage de la galaxie naine sans
toutefois être complètement expulsées du
disque, retenues qu’elles sont par sa gravité. Les
étoiles perturbées acquerraient ainsi un mouve-
ment d’oscillation autour du plan galactique enmême temps qu’elles continueraient leur orbite
autour du centre de la Voie lactée, tels les che-
vaux de bois d’un manège. Existe-t-il aujourd’hui
des indices d’un tel événement?
Si l’on s’en réfère aux données de Gaia, la
réponse est oui. C’est ce qu’a montré une étude
dirigée par Teresa Antoja, de l’institut des
sciences du cosmos de Barcelone, et publiée
en 2018. Les chercheurs ont analysé les posi-
tions et les vitesses de près de 1 million d’étoiles
du voisinage solaire et en particulier la relation
entre leur vitesse dans la direction perpendicu-
laire au plan galactique et leur distance à ce plan.
La comparaison de ces données avec des simu-
lations montre qu’elles sont compatibles avec la
survenue, il y a environ 500 millions d’années,
d’un événement comme celui que nous venons
de décrire. Cette date coïncide avec le dernier
passage de la galaxie du Sagittaire (une des
galaxies naines proches de la Voie lactée) au
point de son orbite le plus proche du centre
galactique. Les données de Gaia démontrent
ainsi que la dynamique du disque galactique est
beaucoup plus complexe qu’on ne l’imaginait et
qu’il faut réviser nos modèles actuels.
L’étude des amas stellaires, ces groupes
d’étoiles qui se sont formées à partir d’unPORTÉE DES OBSERVATIONS
Jusqu’à présent, toutes les estimations des distances
astronomiques étaient fondées directement ou indirectement
sur un catalogue de 120 000 étoiles établi il y a 25 ans par
le satellite Hipparcos, lui aussi lancé par l’ESA et précurseur
de Gaia. La quantité d’informations recueillie par Gaia
et la précision des mesures ont complètement changé la donne.>POUR LA SCIENCE N°503 / Septembre 2019 / 45© Satellite
: ESA/ATG Medialab
; plan de la Voie lactée
: S. Brunier/ESO
; schéma parallaxes
: CSIRO
; schéma portée
des observations: ESA; schémas adaptés de D. Powell, Nature, vol. 502, pp. 22-24, 2013